Полет совы вдохновил на создание рекордной технологии шумоподавления

Механика

Редакция сайта «Технологические инновации» — 14 июля 2025 г.

Структура звукоизоляционного материала, вдохновлённого совой. [Изображение: Янинг Сан и др. - 10.1021/acsami.5c04691]

Акустическое покрытие

Увидеть летящую сову несложно, но услышать её практически невозможно. Бесшумность полёта достигается благодаря тому, что кожа и перья заглушают звуки, поглощая как высокочастотные, так и низкочастотные шумы.

Янин Сунь и его коллеги из Университета Тяньгун в Китае решили воспользоваться этой природной технологией. Для этого они разработали двухслойный аэрогель, имитирующий внутреннюю структуру перьев и кожи совы.

Новый акустический поглотитель оказался эффективным и достаточно легким, чтобы его можно было использовать в самых разных областях: от автомобилей, жилых домов и зданий до заводов, для снижения шума от транспорта, машин и даже городской суеты.

Современные звукоизоляционные материалы способны поглощать как высокочастотные звуки, такие как визг тормозов, так и низкочастотные, например, рев автомобильного двигателя. Это означает, что для достижения полного шумоподавления необходимо использовать несколько типов звукопоглощающих материалов, что увеличивает вес, объём и стоимость.

Чтобы решить эту проблему, компания Sun обратилась к совам за помощью в разработке широкополосного звукопоглотителя. Они добились этого, заморозив капли гексана, чтобы создать слой мягкого материала. После удаления замороженного гексана в материале сохранился рисунок, напоминающий пчелиные соты. Затем следует второй слой, образованный кремниевыми нановолокнами, которые проникают в места, где были капли гексана, создавая волокнистый рисунок.

Слева: Тест с обычным шумоподавляющим материалом (звук двигателя с 87,4 дБ снижается до 85,3 дБ). Справа: Тест с новым аэрогелем, вдохновлённым совой (звук двигателя с 87,5 дБ снижается до 78,6 дБ). [Изображение: Янинг Сан и др. - 10.1021/acsami.5c04691]

Шумопоглощающий аэрогель

В результате получается легкий, пористый, двухслойный аэрогель , имитирующий структуру кожи и перьев совы: пористый нижний слой напоминает кожу птицы с микроскопическими полостями, которые подавляют низкочастотный шум; а верхний слой, имитирующий перья и состоящий из мягких нановолокон, гасит высокочастотные звуки.

Аэрогель, вдохновлённый совой, поглощает 58% звуковых волн, попадающих на него, что превышает порог, установленный для эффективных шумопоглощающих материалов. Он снижает уровень шума автомобильного двигателя с 87,5 децибел до безопасных 78,6 децибел, что превосходит показатели существующих современных шумопоглотителей.

Команда надеется, что их биомиметический поглотитель шума привлечет интерес со стороны промышленности, и общество сможет извлечь выгоду из этой инновации.

Другие новости о:

Больше тем